CN110785671A - 用于评估致动元件的至少两个切换状态的电路装置、用于操作电路装置的方法及切换设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于评估致动元件的至少两个切换状态的电路装置(100)，具有：可动接触装置(110)，其可连接到致动元件；包括第一分压器的第一评估电路(140a)，其具有第一节点(K1a、K2a、K3a、K4a、K5a)和用于拾取第一评估电路(140a)的第一输出信号(A1、A3、A5)的第一拾取点(150a)；包括第二分压器的至少一个第二评估电路(140b)，其具有第二节点(K1b、K2b、K3b、K4b、K5b)和用于拾取第二评估电路(140b)的第二输出信号(A2、A4、A6)的第二拾取点(150a)；第一接触表面(121a、122a、123a、124a、125a)，每个电连接到第一节点(K1a至K5a)之一，以及第二接触表面(121b、122b、123b、124b、125b)，每个电连接到第二节点(K1b至k5b)之一，通过可动接触装置(110)，根据致动元件的切换状态，第一接触表面(121a至125a)中的至少一个和/或第二接触表面(121b和125b)中的至少一个可电连接到预定参考电位(P)。本发明还涉及一种用于操作电路装置(100)的方法以及一种包括电路装置(100)的切换设备。

Description

用于评估致动元件的至少两个切换状态的电路装置、用于操 作电路装置的方法及切换设备

技术领域

本发明涉及一种用于评估致动元件的至少两个切换状态的电路装置，具有：可动接触装置，其可连接到致动元件；具有第一分压器的第一评估电路，其具有第一节点和用于抽出第一评估电路的第一输出信号的第一抽头；具有第二分压器的至少一个第二评估电路，其具有第二节点和用于抽出第二评估电路的第二输出信号的第二抽头；第一接触表面，其分别电连接到第一节点之一；以及第二接触表面，其分别电连接到第二节点之一，其中，通过可动接触装置，根据致动元件的切换状态，第一接触表面中的至少一个和/或第二接触表面中的至少一个可电连接到预定参考电位(P)。本发明还涉及一种用于操作电路装置的方法以及一种具有电路装置的切换设备。

背景技术

从现有技术中已知用于评估致动元件的电路切换状态或位置的装置。这种致动元件可以设置在机动车辆中并且以开关的形式实现，例如转向柱开关，其可以用于指示行进方向或用于控制机动车辆的挡风玻璃擦拭器***。还已知通过数字或模拟方式来进行评估致动元件的切换状态。为此，已知的电路装置具有可动接触装置，其机械地连接到致动元件。使用致动元件的这种接触装置，电路装置的评估电路的不同节点根据致动元件的相应切换状态彼此连接和/或与参考电位连接。这导致取决于切换位置的来自评估电路的输出信号的变化。

在切换状态的模拟评估中，例如由于接触装置和与接触装置相互作用的评估电路的接触表面之间的接触质量变差，可能发生不正确的评估。接触质量变差可能是例如由于材料磨损、接触污染或接触腐蚀引起的，并且可能导致接触装置和接触表面之间的接触电阻变化，从而导致输出信号变化。如果将此修改后的输出信号分配给除实际存在的切换位置以外的其他切换位置，则这可能导致对该切换位置的错误解释/评估。在对安全性至关重要的应用中，这尤其成问题。如果方向指示器或转向指示器的开关的切换状态被误解以致于在驾驶员未选择的方向上发出闪烁信号，则可能对驾驶员和其他道路使用者造成危险。

为了提高电路装置针对错误评估的安全性，说明书WO2008/0173511A1提出给电路装置配备两个评估电路，其中某些切换状态仅由第一评估电路评估，而某些切换状态仅由第二评估电路评估。例如，在方向指示器的情况下，第一评估电路仅能检测与第一行进方向相对应的那些切换状态，而第二评估电路仅能检测与第二行进方向相对应的那些切换状态。

然而，在这种电路装置中，对电路装置上常见故障或故障类型的诊断能力和鲁棒性不再足够，特别是在这方面满足汽车制造商的最新要求。例如，在已知的电路装置中，不能可靠地检测到两个机械相邻的接触表面之间的短路形式的故障。然而，由于接触表面的设计意味着它们彼此非常靠近地布置，也就是说以很小的绝缘距离分开，因此不能以足够的可靠性防止短路，例如由于磨损、凝结、灰尘或其他导电异物。如果在第一评估电路上的接触表面与第二评估电路上的接触表面之间发生短路，则故障检测率甚至进一步受到限制。此外，如果不仅考虑纯短路，即约为0欧姆的接触电阻，而且考虑软短路，即两个接触表面之间的任何寄生电阻，则故障检测率将进一步受到限制。

发明内容

本发明的目的是实现一种用于评估致动元件的切换状态的特别可靠的电路装置，该电路装置在故障诊断能力方面被优化。

根据本发明，该目的通过根据相应独立权利要求的电路装置、用于操作电路装置的方法以及切换设备来实现。本发明的有利实施例是从属权利要求、说明书和附图的主题。

在根据本发明的用于评估致动元件的至少两个切换状态的电路装置的一方面，该电路装置尤其具有可动接触装置，其可连接到致动元件；具有第一分压器的第一评估电路，其具有第一节点和用于抽出第一评估电路的第一输出信号的第一抽头；以及具有第二分压器的至少一个第二评估电路，其具有第二节点和用于抽出第二评估电路的第二输出信号的第二抽头。特别地，电路装置还具有：第一接触表面，其分别电连接到第一节点之一，以及第二接触表面，其分别电连接到第二节点之一，其中，通过可动接触装置，根据致动元件的切换状态，第一接触表面中的至少一个和/或第二接触表面中的至少一个可电连接到预定参考电位。特别地，评估电路设计成彼此独立地接通和切断，其中电路装置设计成基于连接的评估电路的输出信号来检测致动元件的切换状态以及基于去激活的评估电路的输出信号来进行电路装置的故障诊断。

特别优选地，一种用于评估致动元件的至少两个切换状态的电路装置具有可动接触装置，其可连接到致动元件；具有第一分压器的第一评估电路，其具有第一节点和用于抽出第一评估电路的第一输出信号的第一抽头；以及具有第二分压器的至少一个第二评估电路，其具有第二节点和用于抽出第二评估电路的第二输出信号的第二抽头。另外，电路装置具有：第一接触表面，其分别电连接到第一节点之一，以及第二接触表面，其分别电连接到第二节点之一，其中，通过可动接触装置，根据致动元件的切换状态，第一接触表面中的至少一个和/或第二接触表面中的至少一个可电连接到预定参考电位。另外，评估电路设计成彼此独立地接通和切断，其中电路装置设计成基于连接的评估电路的输出信号来检测致动元件的切换状态以及基于去激活的评估电路的输出信号来进行电路装置的故障诊断。

电路装置例如可以用于评估机动车辆中的致动元件的切换状态或位置。安装在机动车辆上的致动元件例如可以设计为转向柱开关形式的开关。为了在由操作致动元件的人选择的切换状态下检测或评估致动元件的位置，电路装置包括接触装置和评估电路。接触装置在其机械地连接到致动元件的状态下可以特别地与致动元件一起移动。因此，电路装置和特别是机械地连接到可动接触装置的致动元件可以形成切换设备。

每个评估电路包括具有相应节点的分压器，其中分压器具有用于抽出相应评估电路的输出信号的相应抽头。为此，分压器优选具有至少两个串联连接的电阻器，特别是欧姆电阻器。节点布置在各个电阻器之间。分压器也可以由其他电压降产生部件形成。各个分压器的抽头形成评估电路的输出端子。在可替代实施例中，评估电路分别具有一个包括节点的分流器。分流器可以由电阻器的并联连接形成。

此外，电路装置具有用于使接触装置与评估电路的节点接触的接触表面。接触表面和接触装置优选分别由合适的接触材料形成，其具有足够高的电导率和/或相应低的接触电阻以用于预期的评估。使用接触装置，可以将第一接触表面中的至少一个以及因此连接到至少一个第一接触表面的第一评估电路的第一节点连接到参考电位。可替代地或另外，通过使用接触装置，可以将第二接触侧面中的至少一个以及因此连接到至少一个第二接触表面的第二评估电路的第二节点连接到参考电位。例如，参考电位可以是接地电位。

如果现在改变致动元件的切换状态或切换位置，则接触装置的位置也改变。例如，由于接触装置的位置的变化，第一分压器的彼此连接并与参考电位连接的电压降产生部件的数量或构造和/或第二分压器的彼此连接并与参考电位连接的电压降产生部件的构造可以改变。换句话说，通过经由可动接触装置连接到参考电位的第一节点，可以将与致动元件的切换状态相对应的第一分压器的多个电压降产生元件连接到参考电位，和/或通过经由可动触点装置连接到参考电位的第二节点，可以将与致动元件的切换状态相对应的第二分压器的多个电压降产生部件连接到参考电位。

第一分压器的电压降产生部件的构造的改变也导致第一评估电路的第一输出信号改变。以相同的方式，对第二分压器的电压降产生部件的构造的任何改变都会导致第二评估电路的第二输出信号改变。可以评估第一和第二输出信号，并且可以在评估电路的激活状态下将其分配给相应的切换状态。

可以规定，仅由第一评估电路检测第一切换状态或第一组切换状态，而经仅由第二评估电路检测第二切换状态或第二组切换状态。例如，在方向指示器的情况下，第一评估电路只能检测与第一行进方向相关的切换状态，而第二评估电路只能检测与第二行进方向相关的切换状态。特别地，在存在第一切换状态或来自第一组的切换状态的情况下，仅第一分压器的与切换状态相对应的电压降产生部件彼此连接并且与参考电位连接。因此，仅第一评估电路的第一输出信号改变。另一方面，在存在第二切换状态或来自第二组的切换状态的情况下，特别是仅第二分压器的对应于切换状态的电压降产生部件彼此连接并且与参考电位连接。因此，仅第二评估电路的第二输出信号改变。

然而，也可以规定，两个评估电路分别检测每个切换状态。因此，在方向指示器的情况下，每个评估电路检测与两个方向相关的切换状态。因此，在这种情况下，在每个切换状态下，两个输出信号都改变。从而已经实现了高度的冗余，因为例如可以借助于第二评估电路检查和/或验证由第一评估电路检测到的切换状态。

然而，当评估电路的节点例如由于短路或软短路(以下称为短路)而永久地连接至电压承载部件时，会出现问题。这种带电部件也可以是各个其他评估电路的节点。然后可能发生的是，由于其节点之一连接到带电部件，评估电路输出了错误的输出信号。该输出信号例如可能错误地对应于致动元件的不同于实际存在的另一切换状态，从而输出信号被误解。

为了能够诊断这样的故障，评估电路可以彼此分开地切换和/或彼此独立地切换。例如，电路装置具有至少两个用于分别切换评估电路的电源的设备，其中第一设备设计为切换第一评估电路的能量供应，并且其中第二设备设计为切换第二评估电路的能量供应。例如，如果评估电路接通，则其在检测模式下运行，其中评估电路可以检测切换状态。例如，如果评估电路切断，则将其转换为诊断模式。在此诊断模式下，在无错误的情况下，去激活的评估电路应输出定义的输出信号，例如输出电压为0V。然而，如果在诊断模式下评估电路输出与此不同的输出信号，则这表示错误，例如，节点之一通过短路或低欧姆寄生电阻连接到带电部件。在这种情况下，例如可以切断一个评估电路，并接通不同的评估电路，以使电路装置可以检测致动元件的切换状态并同时执行故障诊断。

待切换的评估电路的能力提供了以下优点，即电路装置设计成用于自诊断，并且电路装置因此具有特别安全的设计。因此，可以特别容易且可靠地检测电路装置内的故障，这意味着可以确定致动元件的实际切换状态。

电路装置优选具有至少一个处理单元和至少一个控制单元，该处理单元设计为对评估电路的输出信号进行评估，该控制单元设计为彼此独立地切换评估电路。在该过程中，可以为处理单元提供至少两个模拟输入，其可电连接到至少两个评估电路的相应抽头。然而，还可以规定，设置与评估电路的数量相对应的处理单元的数量，使得在每种情况下一个处理单元电连接到一个评估电路。因此，在确定致动元件位置时可以实现特别高的安全性，因为甚至可以检测到其中一个处理单元中的一次性故障。至少一个控制单元设计成例如通过切换相应的能量供应来切换评估电路。例如，可以存储用于控制单元的预定的切换周期，其特别是在用于检测切换状态的测量周期内实现这些。

用于切换评估电路的电路装置具有至少两个可切换能量源，以为评估电路提供能量供应，其中第一评估电路电连接至第一可切换能量源，并且至少一个第二评估电路电连接到第二可切换能量源。可切换能量源可以是例如可切换电压源或可切换电流源。为此，评估电路通过相应的第一端子与相应的切换电源连接。评估电路的相应第二端子连接到参考电位。参考电位可以是例如接地电位或另一限定的电位。借助于可切换能量源，可以以特别简单的方式接通和切断评估电路。

作为替代，也可以为相应的评估电路提供两个单独的开关，其中，两个单独的开关连接到同一个能量源。

在本发明的扩展中，分压器分别通过各自的串联电阻器连接到设计为可切换电压源的能量源，以为评估电路提供电源电压，或者将分压器分别直接电连接到设计为可切换电流源的能量源。串联电阻器是所谓的上拉电阻器。通过与分压器相连的电阻器，根据致动元件的致动元件位置，将取决于致动元件位置的输出电压施加到抽头上，其可被特别简单地评估并分配给相应的致动元件位置。

还可以规定，电路装置具有至少两个用于切换评估电路的可控切换设备，其中第一评估电路电连接至用于将第一评估电路切换至电源端子的第一可控切换设备，并且至少一个第二评估电路电连接到用于将第二评估电路切换到电源端子的第二可控切换设备。这种可控切换设备例如可以是半导体开关。例如，评估电路的第一端子可以连接到第一电源端子，评估电路的第二端子可以连接到第二电源端子。第一电源端子可以连接到能量源，从而在第一电源端子处施加电源电压。第二电源端子可以连接到参考电位，例如接地。还可以规定，每个评估电路通过第一端子与具有单独能量源的单独第一电源端子连接。可以通过相应的切换设备将两个电源连接中的一个即第一或第二电源端子切换到评估电路。换句话说，评估装置可以分别连接到带有能量源的电源端子或带有参考电位的电源端子。

优选地，电路装置具有与要检测的多个切换状态相对应的多个第一接触表面和与要检测的多个切换状态相对应的多个第二接触表面。换句话说，第一接触表面的数量和第二接触表面的数量分别对应于要检测的致动元件的切换状态的数量。这些第一和第二接触表面尤其布置成使得在每个切换状态下第一和第二接触表面通过可动接触装置与参考电位电连接。根据该实施例，可以通过处于激活状态的两个评估电路来检测致动元件的每个切换状态，这以有利的方式导致实现了对切换状态的评估的高度冗余。

在本发明的有利扩展中，可动接触装置设计为多极桥，该多极桥设计成根据致动元件的切换状态将第一接触表面中的至少一个和/或第二接触表面中的至少一个电连接到参考电位。特别地，多极桥具有三个极，其中根据致动元件的切换状态，第一极可电连接到第一接触表面之一，第二极可电连接到与参考电位连接的参考电位表面，并且第三极可电连接到第二接触表面之一。接触装置可在不同的切换状态之间来回移动，例如线性地或在圆形路径上。由于接触装置的运动，取决于接触装置的位置，至少第一和/或至少第二接触表面经由多极桥电连接到参考电位。结果，取决于切换状态，连接到各个接触表面的各个评估电路的不同节点连接到参考电位。特别地，多极桥的第二极永久地连接到参考电位表面。

另外，可替代地，也可以分两部分实现多极桥。这意味着可动接触装置可以具有例如两个两极桥，从而第一和第二评估电路的接触表面可以连接到不同的参考电位表面。不同的参考电位区域可以具有不同或相同的参考电位。

有利的是，将第一和第二接触表面沿着移动接触装置的行进路径布置成列，并且尤其是在公共电路基板上，其中在第一列中，将第一和第二接触表面交替布置，并且在第二列中，将第二和第一接触表面交替布置。特别地，在第一和第二列之间的公共电路基板上，沿着行进路径延伸并且连接到参考电位的参考电位表面布置为第三列。电路基板可以是例如印刷电路板或PCB，其上的接触表面和参考电位表面可以以导电表面或“焊盘”的形式布置。通过导体迹线，第一和第二接触表面可以永久性地电连接到相应评估电路的节点。横跨行进路径形成的参考电位表面可以永久地与可动接触装置的第二极接触。这种接触表面可以容易地布置在电路基板上，其中尤其是电路基板可以以成本有效的方式大批量地生产。

列中的接触表面特别是与参考电位表面的布置导致接触表面和参考电位表面的块状布置。列式布置在这里应理解为是指接触表面沿着相应线的布置，其中该线沿着可动接触装置的行进路径延伸。因此，在接触装置水平移动的情况下，当然也可以将接触表面和参考电位表面逐行布置，或者在接触装置沿着圆形路径移动的情况下，将接触表面和参考电位表面布置在圆形路径中。

在这些情况下，参考电位表面尤其位于第一列的接触表面和第三列的接触表面之间。第一和第三列的第一和第二接触表面交替布置，其中第一和第三列中的第一和第二接触表面布置成沿相反方向延伸。这意味着在块状布置的第一行中，例如布置了第一接触表面、参考电位表面的一部分和第二接触表面。在随后的第二行中，先布置第二接触表面，然后布置参考电位表面的一部分和第一接触表面等。这将防止与同一评估电路关联的两个接触表面彼此相邻布置，因此彼此机械相邻。换句话说，两个第一接触表面总是通过第二接触表面和/或参考电位表面彼此局部分开。这样产生的优点是，在同一评估电路的两个接触表面之间不会出现难以检测的短路。

在第一和第二接触表面的交替布置中可能发生的第一接触表面和第二接触表面之间的短路但是有利地能够借助于可切换的评估电路来诊断。这是因为被短路影响的去激活的评估电路的接触表面连接到激活的且因此带电的评估电路。基于去激活的评估电路的输出信号，该连接是可检测或可识别的。例如，可以将第一评估电路布置在第一列的旁边，将第二评估电路布置在第三列的旁边。这意味着评估电路布置在具有三列的块的相对侧。评估电路可以布置成在相反方向上延伸。这意味着，例如，该块的第一行中的第一接触表面连接到第一评估电路的第一节点中的第一个，而另一方面，第一排中的第二接触表面连接到第二评估电路的第二节点成的最后一个等。

为了现在将第三列的第一接触表面电连接到第一评估电路的相应的第一节点，并且将第一列的第二接触表面电连接到第二评估电路的相应的第二节点，可以使用“通孔”或镀覆式触点将适当的导体布线到电路基板的背面或多层电路基板的中间层，以便从那里布线到相应的评估电路。因此，电路装置可以特别节省空间和紧凑的方式布置在电路基板上。

本发明涉及一种用于操作根据本发明的电路装置的方法。在该方法中，在检测致动元件的切换状态期间，至少执行电路装置的两个切换周期。在第一切换周期中，第一评估电路接通，第二评估电路切断。第一评估电路检测到第一输出信号，第二评估电路检测到第二输出信号。在第二切换周期中，第一评估电路切断，第二评估电路接通。第一评估电路检测到第三输出信号，第二评估电路检测到第四输出信号。根据四个输出信号确定切换状态。

因此，在激活的评估电路的采集模式中检测到第一和第四输出信号，在这种情况下是输出信号，基于这些输出信号可以评估致动元件的切换位置。在去激活的评估电路的诊断模式下检测到第二和第三输出信号。基于第二和第三输出信号，可以检查或验证所评估的切换位置，通过评估这些输出信号来提供故障诊断，从而例如可以检测到列的接触表面之间的短路。例如可以假设，如果第二和/或第三输出信号具有不同于0V的输出电压，则在电路装置中存在例如短路形式的故障。

在有利的扩展中，为了检测致动元件的切换状态，执行至少一个第三切换周期，其中第一和第二评估电路同时接通，其中第五输出信号由第一评估电路检测，第六输出信号由第二评估电路检测，其中基于六个输出信号确定切换位置。评估电路的同时激活应该理解为是指至少在评估电路上的各个输出信号的采集期间，评估电路被一起接通。第三切换周期优选在时间上在第一和第二切换周期之前进行。第三切换周期例如可以用作用于快速检测切换状态的纯测量周期。这允许基于第五和第六输出信号来评估切换状态。通过比较第五和第六输出信号以检查两个输出信号是否指示相同的切换状态，可以验证切换状态。如果是，则可以例如将其传送至车载控制设备。然后，控制设备可以生成相应的信号，例如与切换位置相对应的闪烁信号。然后可以执行第一和第二切换周期，以便通过分别去激活评估电路来在电路装置中执行故障诊断。

优选地，为了检查切换位置，执行三阶段验证周期，其中在第一阶段，分别验证每个输出信号，在第二阶段，将至少两个评估电路中彼此对应的输出信号相互比较并进行验证，以及在第三阶段，将各个切换周期的输出信号彼此比较并进行验证。在第一阶段，各个输出信号彼此分开地评估，即彼此独立地评估。这意味着，例如，分别检查在评估电路的激活状态下检测到的第一、第四、第五和第六输出信号是否分别具有与有效切换位置相对应的合理信号值。此外，特别是检查在评估电路的去激活状态下检测到的第二和第三输出信号是否表示故障，例如，如果这些输出信号中的至少一个与0V的差大于预定阈值。

在第二阶段，比较相互对应的输出信号。特别地，将第一和第四输出信号以及第五和第六输出信号彼此进行比较，以验证这些输出信号指示相同的切换位置。因此，至少两个评估电路的输出信号彼此评估。在第三阶段，将不同切换周期的输出信号彼此进行比较。因此，比较各个评估电路在其接通的切换周期中是否具有大致相同的输出信号。为此，例如，将第一和第五输出信号然后将第四和第六输出信号彼此进行比较。

这三阶段过程可以用于特别可靠地检查所评估的切换状态是否对应于实际的切换状态。这在安全性至关重要的应用中特别有利。因此，该过程在评估致动元件的切换状态时实现了高度的安全性。

根据本发明的切换设备包括根据本发明的电路装置和致动元件，该致动元件连接到电路装置的可动接触装置。致动元件和接触装置尤其机械地连接并且可以一起移动。切换设备尤其可以布置在机动车辆中，例如以形成机动车辆的转向柱开关。

相对于根据本发明的电路装置提出的优选实施例及其优点在细节上作必要修改后既适用于根据本发明的方法又适用于根据本发明的切换装置。

本发明的其他特征由权利要求、附图和附图说明得出。在上面的描述中引用的特征和特征组合以及在下面的附图的描述中引用的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅适用于所示的各个组合，而且还适用于其他组合或单独使用，而不脱离本发明的范围。因此，本发明的这种实施例也应被认为是包括和公开的，如未在附图中明确示出或说明的那样，而是从由单独的特征组合描述的实施例中得到和产生的。因此，不具有最初制定的独立权利要求的所有特征的特征的实施例和组合也被认为是公开的。此外，也应认为公开了特征的设计和组合，特别是上述设计的特征和组合，所述特征和组合超出或不同于权利要求的交叉引用中列出的特征组合。

附图说明

附图示出了：

图1是根据本发明的电路装置的第一实施例的示意图；

图2是根据本发明的电路装置的第二实施例的示意图；

图3是在检测与电路装置相关的致动元件的切换状态期间的一系列切换周期的示意图。

在附图中，相同且功能上等效的元件由相同的附图标记表示。

具体实施方式

图1和图2分别示出了电路装置100，该电路装置100用于评估致动元件(在此未示出)的不同切换状态。致动元件例如可以是在此未示出的机动车辆的转向柱开关，该转向柱开关可以由机动车辆的驾驶员来操作。例如，转向柱开关可以用于指示行进方向，特别是用于激活转向指示器。驾驶员通过这种致动元件的位置或状态来确定期望的行驶方向，该期望的行驶方向将通过机动车辆的相应转向指示器的随后激活来可视化。同样，转向柱开关可用于致动机动车辆的挡风玻璃擦拭器***。

图1示出了电路装置100，通过该电路装置可以检测致动元件的五个切换状态。例如，第一切换状态对应于预期的左转，这将通过在转向操作期间左转指示器的持续闪烁来可视化。第二切换状态对应于预期的向左车道改变，这将通过左转指示器的短暂闪烁来可视化。第三切换状态对应于中立状态，在该状态下将不输出闪烁信号。第四切换状态对应于预期的向右车道改变，这将通过右转指示器的短暂闪烁来可视化。第五切换状态对应于预期的右转，这将通过在转向操作期间右转指示器的持续闪烁来可视化。图2示出了电路装置100，通过该电路装置可以检测致动元件的三个切换状态。这三个切换状态例如对应于挡风玻璃擦拭器***的擦拭功能的不同强度或速度。

为了评估切换状态，电路装置100在此具有两个评估电路140a、140b，其在此以分压器的形式设计。然而，也可以提供更多的评估电路。在根据图1的第一评估电路140a中，六个第一电阻器R1a、R2a、R3a、R4a、R5a、R6a串联连接，其中，在第一电阻器R1a至R6a之间布置有第一节点K1a、K2a、K3a、K4a、K5a。在第二评估电路140b中，六个第二电阻器R1b、R2b、R3b、R4b、R5b、R6b串联连接，其中，在第二电阻器R1b至R6b之间布置有第二节点K1b、K2b、K3b、K4b、K5b。评估电路140a、140b电连接到参考电位，此处为接地端子GND。由第一评估电路140a的电阻器R1a、R2a、R3a、R4a、R5a、R6a形成的串联电路通过第一串联电阻器Rpa连接到第一电源电压Ua。由第二评估电路140b的第二电阻器R1b、R2b、R3b、R4b、R5b、R6b形成的串联电路经由第二串联电阻器Rpb连接到第二电源电压Ub。

在第一电阻器R1a、R2a、R3a、R4a、R5a、R6a的串联电路与第一串联电阻器Rpa之间，设置有第一抽头150a，用于抽出第一评估电路140a的第一输出信号。在第二电阻器R1b、R2b、R3b、R4b、R5b、R6b的串联电路与第二串联电阻器Rpb之间，设置有第二抽头150b，用于抽出第二评估电路140b的第二输出信号。第一和第二输出信号可以通过电路装置100的处理单元200的相应的模拟输入200a、200b被检测和评估。还可以规定，电路装置100具有用于每个评估电路140a、140b的单独的处理单元200。

在第一模拟输入200a处以第一输出电压U1形式i的第一输出信号根据分压器规则评估为：

在第二模拟输入200b处以第二输出电压U2的形式的第二输出信号评估为：

因此，相应评估电路140a、140b的输出信号即输出电压U1、U2取决于电阻器R1a、R2a、R3a、R4a、R5a、R6a或R1b、R2b、R3b、R4b、R5b、R6b中的多少个彼此串联连接。换句话说，输出电压U1、U2取决于节点K1a、K2a、K3a、K4a、K5a或K1b、K2b、K3b、K4b、K5b中的多少个彼此连接和/或连接到参考电位P，其最好也是接地电位GND。为了将节点K1a至K5a或K1b至k5b之一连接至参考电位P，电路装置100具有可动接触装置110，其机械地连接至致动元件并且可以与致动元件一起沿着致动元件的行进路径移动。可动接触装置110在此被设计为多极桥。接触装置110的运动B，这里是接触装置110沿竖直方向的线性运动，由图1和图2中的双箭头指示。沿着行进路径还布置有接触表面121a、122a、123a、124a、125a、121b、122b、123b、124b、125b。在这种布置中，第一接触表面121a、122a、123a、124a、125a之一分别电连接到第一节点K1a、K2a、K3a、K4a、K5a之一，第二接触表面121b、122b、123b、124b、125b之一电连接到第二节点K1b、K2b、K3b、K4b、K5b之一。另外，电路装置100具有参考电位表面130，其连接到参考电位P。例如，参考电位P可以是接地电位GND。

此处，接触表面121a至125a、121b至125b和参考电位表面130例如在电路基板的前侧上布置在列S1、S2、S3中。在第一列S1中，第一接触表面121a、123a、125a和第二接触表面124b、122b交替布置。第二列S2由参考电位表面130形成。在第三列S3中，第二接触表面125b、123b、121b和第一接触表面122a、124a交替布置。这里，第一评估电路140a位于电路基板上的第一列S1的左侧，第二评估电路140b在此位于电路基板上的第三列S3的右侧。第一列S1的第一接触表面121a、123a、125a通过导体迹线L1a、L3a、L5a连接到第一评估电路140a的相应第一节点K1a、K3a、K5a，第三列S3的第二接触表面121b、123b、125b通过导体迹线L1b、L3b、L5b连接到第二评估电路140b的相应第二节点K1b、K3b、K5b，其中导体迹线L1a、L3a、L5a、L1b、L3b、L5b特别布置在电路基板的前侧上。第三列S3的第一接触表面122a、124a通过导体迹线L2a、L4a连接到第一评估电路140a的第一节点K2a、K4a，第一列S1的第二接触表面122b、124b通过导体迹线L2b、L4b连接到第二评估电路140b的第二节点K2b、K4b，其中导体L2a、L4a、L2b、L4b例如通过通孔布线到电路基板的背面或中间层并且从那里到达相应的评估电路140a、140b。

如图1所示，如果可动接触装置110处于第三中立切换状态，则可动接触装置110的第一极110a接触第一接触表面123a，接触装置的第二极110b接触参考电位表面130且接触装置的第三极110c接触第二接触表面123b。结果，在第一评估电路140a中，第一节点K1a、K2a、K3a以及因此第一电阻器R1a、R2a和R3a彼此串联连接，并经由可动接触装置110连接到参考电位P。因此，第一输出电压U1由下式给出：

另外，在第二评估电路140a中，第二节点K1b、K2b、K3b以及因此第二接触电阻器R1b、R2b和R3b彼此串联连接，并经由可动接触装置110连接到参考电位P。因此，第二输出电压U2由下式给出：

另一方面，在第一切换位置，这里通过接触装置110沿竖直方向向上的运动B到达，接触装置110接触第一接触表面121a、参考电位表面130和第二接触表面125b。结果，在第一评估电路140a中，第一节点K1a经由可动接触装置110连接到参考电位P。因此，第一输出电压U1由下式给出：

在第二评估电路140a中，第二节点K1b、K2b、K3b、K4b、K5b以及因此第二电阻器R1b、R2b、R3b、R4b、R5b彼此连接并且经由可动接触装置110连接到参考电位P。因此，第二输出电压U2由下式给出：

所有其他切换位置应以相同方式确定。将同样确定根据图2的致动元件的位置，其中各个评估电路140a、140b在此分别仅具有四个串联连接的电阻器R1a、R2a、R3a、R4a、R1b、R2b、R3b、R4b。因此，在接触装置110在每个模拟输入200a、200b处的每个切换位置，可以测量分配给致动元件的各个切换状态的输出电压U1、U2。因此，基于输出电压U1、U2的值，可以确定致动元件的切换状态。

通过第一和第三列S1、S3中的第一和第二接触表面121a至125a、121b至125b的交替布置，以及第一和第三列S1、S3被第二列S2分开，在此连接到同一评估电路140a、140b的两个接触表面121a至125a、121b至125b从不并排布置。连接到评估电路140a、140b的接触表面121a至125a、121b至125b与中心参考电位表面130之间的距离可以通过适当的设计来实现，例如比连接到评估电路140a、140b的接触表面121a至125a、121b至125b之间的距离大得多。因此，可以确保在同一评估电路140a、140b的两个接触表面121a至125a、121b至125b之间不会出现难以检测的短路。

然而，这里，在两个评估电路140a、140b的接触表面121a至125a、121b至125b之间可能出现短路。为了检测这种故障，电路装置100设计成用于故障诊断。为此，可以分别接通和切断评估电路140a、140b。在激活状态下，相关的评估电路140a、140b设计成检测致动元件的切换状态。在去激活状态下，相关的评估电路140a、140b设计成用于故障诊断。例如，在激活状态下，第一评估电路140a连接到电源电压Ua，在去激活状态下，它与电源电压Ua切断。在激活状态下，第二评估电路140b连接到电源电压Ub，在去激活状态下，它与电源电压Ub切断。

为此，评估电路140a、140b可以具有例如可切换的电压源160a、160b，通过该电压源将相应的电源电压Ua、Ub施加到相应的评估电路140a、140b。可以例如通过电路装置100的控制单元300来控制可单独切换的电压源160a、160b。可替代地，例如，可控切换设备可以连接在串联电阻器Rpa、Rpb与相应的电源电压Ua、Ub之间或者在电阻器R6a、R6b与参考电位GND之间。还可以规定，串联电路R1a至R6a和R1b至R6b分别直接连接到可切换的电流源。

在一示例中，可动接触装置110处于图1所示的第三切换位置，并且两个电源电压Ua、Ub以及因此两个评估电路140a、140b都被接通。现在，如果在第一列S1中的第一接触表面121a和第二接触表面124b之间发生短路，即短路或其他寄生的低欧姆接触电阻，则两个接触表面121a和124b之间的电压差将减小(假设由于两个评估电路140a、140b中的电阻器匹配而使差尚未等于零)。如果现在减小两个接触表面121a、124b之间的电压差，则这也导致两个评估电路140a、140b中的电压比的变化。这进而导致在处理单元200的模拟输入200a、200b处的相应输出电压U1、U2的变化。在这种情况下，可能的情况是，输出电压U1、U2的变化太小而无法达到检测阈值，或者因为变化而导致根本没有合理的总体状态。例如，这意味着输出电压U1、U2具有这样的值，尽管该值不对应于实际切换位置的电压值，但仍与对应于不同切换位置的电压值匹配。因此，未正确地评估切换位置。

如果现在例如通过控制单元300切断第二评估电路140b处的电源电压Ub，则电压比再次改变。例如，在第一模拟输入200a处的第一输出电压U1的变化可以再次相对较低。然而，由短路引起的第二模拟输入200b处的第二输出电压U2的变化很大并且易于检测，因为如果没有短路，则在电源电压Ub的去激活状态下输出电压U2将等于零。然而，由于因接触表面121a和124b之间的短路而与带电的第一评估电路140a存在连接，因此第二输出电压U2明显不同于零。反之亦然，因此，如果接通电源电压Ub并且切断第一评估电路140a的电源电压Ua，相反的情况也是如此。

通过适当选择电阻器R1a至R6a和R1b至R6b，可以确保，实际上，只要由短路引起的接触电阻足够小以至于在可能的切换状态之一中能够使评估失真，就可以清楚地检测到相邻接触表面121a至125a、121b至125b之间的所有短路。

优选地，在每次检测致动元件的切换状态时，执行电路装置100的不同的切换周期Z1、Z2、Z3，如图3所示。为此，在电路装置100的第一切换周期Z1中，两个评估电路140a、140b且因此例如两个电源电压Ua、Ub都被接通。在这种情况下，通过第一评估电路140a检测到第一输出信号A1，并且通过第二输出电路140b检测到第二输出信号A2。在第二切换周期Z2中，接通电源电压Ua并切断电源电压Ub，其中，第三输出信号A3由激活的第一评估电路140a检测，第四输出信号A4由去激活的第二评估电路140b检测。在第三切换周期Z3中，切断电源电压Ua并接通电源电压Ub。第五输出信号A5由去激活的第一评估电路140a检测，第六输出信号A6由激活的第二评估电路140b检测。

现在可以执行三个阶段的验证周期。在第一阶段，所有输出信号A1至A6均被单独评估并且彼此独立。这意味着在此检查用于故障诊断的输出信号A4、A5是否均为零或与零相差不超过预定阈值。检查用于检测切换状态的输出信号A1、A2、A3、A6，以确定它们各自是否具有与可能的有效切换状态相对应的合理电压值。

在第二阶段，将两个评估电路140a、140b的输出信号A1至A6相互比较。这意味着尤其要检查第一输出信号A1和第二输出信号A2是否指示相同的切换状态，即第一输出信号A1的输出电压和第二输出信号A2的输出电压是否可以分配给相同的切换状态。另外，比较并检查第三输出信号A3和第六输出信号A6，以确定它们是否指示相同的切换状态。

在第三阶段，然后将切换周期Z1、Z2、Z3的结果相互比较，从而确定处于激活状态的第一评估电路140a和处于激活状态的第二评估电路140b是否都评估相同的切换状态。为此，例如，将第一输出信号A1和第三输出信号A3且然后将第二输出信号A2和第六输出信号A6相互比较。因此可以特别可靠地确定切换状态。

这样做可以提供的是，规定公差周期，在该公差周期内应该出现切换状态的评估结果。如果处理单元200设计成在该公差周期内执行验证的三个阶段，则直到所有三个阶段都完成才确定切换状态。否则，例如，可以首先执行第一切换周期Z1，并且已经可以基于此确定切换状态。然后可以立即传达在那里确定的切换状态。然后可以执行第二和第三切换周期Z2、Z3。例如也可以仅执行第二和第三切换周期Z2和Z3。

Claims (14)

1.一种用于评估致动元件的至少两个切换状态的电路装置(100)，具有：

-可动接触装置(110)，其可连接到致动元件，

-具有第一分压器的第一评估电路(140a)，其具有第一节点(K1a、K2a、K3a、K4a、K5a)和用于抽出第一评估电路(140a)的第一输出信号(A1、A3、A5)的第一抽头(150a)，

-具有第二分压器的至少一个第二评估电路(140b)，其具有第二节点(K1b、K2b、K3b、K4b、K5b)和用于抽出第二评估电路(140b)的第二输出信号(A2、A4、A6)的第二抽头(150a)，

-第一接触表面(121a、122a、123a、124a、125a)，其分别电连接到第一节点(K1a至K5a)之一，以及

-第二接触表面(121b、122b、123b、124b、125b)，其分别电连接到第二节点(K1b至k5b)之一，

-其中，通过可动接触装置(110)，根据致动元件的切换状态，第一接触表面(121a至125a)中的至少一个和/或第二接触表面(121b和125b)中的至少一个可电连接到预定参考电位(P)，

其特征在于，

所述评估电路(140a、140b)设计成彼此独立地接通和切断，其中，所述电路装置(100)设计成基于连接的评估电路(140a、140b)的输出信号(A1至A6)来检测致动元件的切换状态以及基于去激活的评估电路(140a、140b)的输出信号(A1至A6)来进行电路装置(100)的故障诊断。

2.根据权利要求1所述的电路装置(100)，

其特征在于，

所述电路装置(100)具有至少一个处理单元(200)，该处理单元(200)设计成对评估电路(140a、140b)的输出信号(A1、A2、A3、A4、A5、A6)进行评估，并且该电路装置(100)具有至少一个控制单元(300)，该控制单元(300)设计成彼此独立地切换评估电路(140a、140b)。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电路装置(100)，

其特征在于，

用于切换评估电路(140a、140b)的电路装置(100)具有至少两个可切换能量源(160a、160b)，以为评估电路(140a、140b)提供能量供应，其中，第一评估电路(140a)电连接到第一可切换能量源(160a)，至少一个第二评估电路(140b)电连接到第二可切换能量源(160b)。

4.根据权利要求3所述的电路装置(100)，

其特征在于，

所述分压器分别通过各自的串联电阻器连接到设计为可切换电压源的能量源(160a、160b)，以为评估电路(140a、140b)提供电源电压(Ua、Ub)，或者所述分压器分别直接电连接到设计为可切换电流源的能量源(160a、160b)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电路装置(100)，

其特征在于，

所述电路装置(100)具有至少两个用于切换评估电路(140a、140b)的可控切换设备，其中，第一评估电路(140a)电连接到用于将第一评估电路(140a)切换至电源端子(Ua、Ub、GND)的第一可控切换设备，并且至少一个第二评估电路(140b)电连接至第二可控切换设备，用于将第二评估电路(140b)切换至电源端子(Ua、Ub、GND)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电路装置(100)，

其特征在于，

所述电路装置(100)具有与要检测的多个切换状态相对应的多个第一接触表面(121a至125a)以及与要检测的多个切换状态相对应的多个第二接触表面(121b至125b)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电路装置(100)，

其特征在于，

所述可动接触装置(110)设计为多极桥，该多极桥设计成根据致动元件的切换状态将第一接触表面(121a至125a)中的至少一个和/或第二接触表面(121b至125b)中的至少一个电连接到参考电位(P)。

8.根据权利要求7所述的电路装置(100)，

其特征在于，

所述多极桥具有三个极(110a、110b、110c)，其中，根据致动元件的切换状态，第一极(110a)可电连接到第一接触表面(121a至125a)之一，第二极(110b)可电连接到与参考电位(P)连接的参考电位表面(130)，并且第三极(110c)可电连接到第二接触表面(121b至125b)之一。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电路装置(100)，

其特征在于，

所述第一和第二接触表面(121a至125a、121b至125b)布置在公共电路基板上于列(S1、S3)中，所述列沿着可动接触装置(110)的行进路径延伸，其中，在第一列(S1)中布置有交替的第一和第二接触表面(121a、123a、125a、124b、122b)，并且在第二列(S3)中布置有交替的第二和第一接触表面(125b、123b、121b、122a、124a)。

10.根据权利要求9所述的电路装置(100)，

其特征在于，

在公共电路基板上于第一和第二列(S1、S3)之间布置有第三列(S2)，该第三列沿行进路径延伸并且具有连接到参考电位(P)的参考电位表面(130)。

11.一种用于操作根据前述权利要求中任一项所述的电路装置(100)的方法，

其特征在于，

在检测致动元件的切换状态期间，可以执行至少两个切换周期(Z2、Z3)，其中，

-在第一切换周期(Z2)中，第一评估电路(140a)接通，第二评估电路(140b)切断，第一评估电路(140a)检测到第一输出信号(A3)，第二评估电路(140b)检测到第二输出信号(A4)，

-在第二切换周期(Z3)中，第一评估电路(140a)切断，第二评估电路(140b)接通，第一评估电路检测到第三输出信号(A5)，第二评估电路(140b)检测到第四输出信号(A6)，

-基于四个输出信号(A3、A4、A5、A6)确定切换状态。

12.根据权利要求11所述的方法，

其特征在于，

在检测致动元件的切换状态期间，执行至少一个第三切换周期(Z1)，其中第一和第二评估电路(140a、140b)同时接通，其中，第一评估电路(140a)检测到第五输出信号(A1)，第二评估电路(140b)检测到第六输出信号(A2)，其中，基于六个输出信号(A1、A2、A3、A4、A5、A6)确定切换状态。

13.根据权利要求11或12所述的方法，

其特征在于，

为了检查致动元件的切换状态，执行三阶段验证周期，其中，

-在第一阶段，分别验证每个输出信号(A1、A2、A3、A4、A5、A6)，

-在第二阶段，将至少两个评估电路(140a、140b)中彼此对应的输出信号(A1、A2、A3、A4、A5、A6)相互比较并进行验证，以及

-在第三阶段，将相应切换周期(Z1、Z2、Z3)的输出信号(A1、A2、A3、A4、A5、A6)相互比较并进行验证。

14.一种具有致动元件和根据权利要求1至10中任一项所述的电路装置(100)的切换设备，所述电路装置(100)的可动接触装置(110)连接至所述致动元件。

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